Japonská agentura pro průzkum vesmíru (JAXA)
Hayabusa2 kosmická loď je zaneprázdněna zkoumáním asteroidu 162173 Ryugu. Stejně jako jeho předchůdce i zde jde o misi se vzorkem a návratem, kde se regolit z povrchu asteroidu vrátí domů k analýze. Očekává se, že tyto studie kromě toho, že nám řeknou více o rané sluneční soustavě, vrhnou světlo na původ pozemské vody (a možná i na život).
Mezitím vědci doma byli zaneprázdněni zkoumáním vzorků, které se vrátily z roku 25143 Itokawa Hayabusa1 kosmická loď. Díky nedávné studii dvojice kosmochemistů z Arizonské státní univerzity (ASU) je nyní známo, že tento asteroid obsahoval velké množství vody. Tým odhaduje, že až polovina vody na Zemi mohla pocházet z asteroidů a dopadů komety před miliardami let.
Tato studie, která byla poprvé, kdy byly vzorky z povrchu asteroidu vyšetřovány na vodu, se nedávno objevila v časopise Vědecké pokroky. Studijní tým se skládal z Ziliang Jin a Maitrayee Bose, postdoktorandského vědeckého pracovníka a docenta na ASU School of Earth and Space Exploration (SESE).
Současný vědecký konsenzus je takový, že asteroidy jsou složeny z materiálu, který zůstal po vytvoření sluneční soustavy. Studium těchto těl se proto očekává, že odhalí věci o jeho rané historii a evoluci. Jin a Bose po prozkoumání vzorků poskytnutých společností JAXA zjistili, že byly obohaceny vodou ve srovnání s průměrem pro objekty nalezené ve vnitřní sluneční soustavě.
A Bose uvedl v rozhovoru s ASU teď, tato studie byla umožněna díky spolupráci mezi ASU a JAXA, ačkoli byli překvapeni, když slyšeli, co hledali ona a Jin:
"Bylo to privilegium, že japonská kosmická agentura JAXA byla ochotna sdílet pět částic z Itokawy s americkým vyšetřovatelem." Také dobře odráží naši školu ... Dokud jsme ji nenavrhli, nikdo nenapadlo hledat vodu. Jsem rád, že mohu oznámit, že se naše oběd vyplatil. “
Studovat pět vzorků, z nichž každý
Ve dvou z pěti částic tým identifikoval pyroxen, minerál, který (na Zemi) má vodu jako součást své krystalické struktury. Jin a Bose také měli podezření, že zrna mohou obsahovat stopy vody, i když nebyly jasné, kolik. Dlouhá historie Itokawy by zahrnovala události vytápění, dopady, otřesy
Měření NanoSIMS tuto hypotézu potvrdila a odhalila, že zrna vzorků byla sama o sobě bohatá na vodu. Překvapivé však bylo, jak bohatí jsou. To ukazuje, že asteroidy, jako je Itokawa (které jsou považovány za „suché“), jsou schopny pojmout více vody, než si vědci dříve mysleli.
Kvůli jeho složení, které je tvořeno převážně silikátovými minerály a kovy, planetární vědci označili Itokawa jako asteroid třídy S. Měření pouhých 500 metrů (1800 ft) na délku a 215 až 300 (700 až 1000 ft) v průměru, asteroid obíhá kolem Slunce každých 18 měsíců v průměrné vzdálenosti 1,3 AU - procházející uvnitř orbity Země na mírně za oběžnou dráhou Marsu .
Předměty, které mají velikost Itokawy, jsou považovány za fragmenty, které se odtrhly od větších asteroidů třídy S. Přestože jsou tyto asteroidy malé, věří se, že si udržovaly veškerou vodu a těkavé materiály (dusík, oxid uhličitý, metan, amoniak atd.), Které měly při tvorbě. Jak vysvětlil Bose:
„Asteroidy typu S jsou jedním z nejčastějších předmětů v asteroidním pásu. Původně se tvořily ve vzdálenosti od jedné třetiny až třikrát daleko od Slunce.”
Z jeho struktury, která se skládá ze dvou hlavních balvanů rozvětvených hlavních laloků (s různými hustotami), které jsou spojeny užší částí, se věří, že Itokawa je zbytkem mateřského těla měřícího šířku asi 19 km (12 mi). Během své historie by se zahřál na teplotu mezi 550 a 800 ° C (1000 až 1500 ° F) a utrpěl by několikanásobné dopady, s jednou velkou událostí, která by ji rozpadla.
Následně se dva fragmenty sloučily do formy Itokawa, která předpokládala svou současnou velikost a tvar asi před 8 miliony let. Navzdory katastrofálnímu rozpadu, který vedl k jejímu vytvoření, a skutečnosti, že zrna vzorků byla vystavena dopadům záření a mikrometeoritu, minerály stále vykazovaly známky vody ztracené do vesmíru.
"Ačkoli byly vzorky odebrány na povrchu, nevíme, kde byla tato zrna v původním mateřském těle," řekl Jin. "Náš nejlepší odhad je však, že byly pohřbeny v hloubce více než 100 metrů ... Minerály mají vodíkové izotopové kompozice, které jsou nerozeznatelné od Země."
To ukazuje, že dopady asteroidů během pozdního těžkého bombardování (asi před 4,1 až 3,8 miliardami let) byly zodpovědné za distribuci vody na Zemi krátce poté, pokud byly vytvořeny. Jak dodal Bose, díky tomu jsou asteroidy třídy S vysoce prioritním cílem pro mise vracení vzorků v budoucnosti.
„To znamená, že asteroidy typu S a mateřská těla obyčejných chondritů jsou pravděpodobně důležitým zdrojem vody a několika dalších prvků pro pozemské planety. A můžeme to říci pouze kvůli izotopickým měřením in situ na vrácených vzorcích asteroidního regolitu - jejich povrchového prachu a hornin. “
Když se tyto mise odehrají, ASU bude pravděpodobně hrát významnou roli. Právě teď Bose pracuje na vytvoření čistého laboratorního zařízení na ASU, které bude společně s NanoSIMS prvním veřejným univerzitním zařízením schopným analyzovat vzorky materiálu získaného z asteroidů a těl ve Sluneční soustavě.
Profesor Meenakshi - ředitel Centra pro meteoritová studia ASU a nový ředitel SESE - je také součástí analytického týmu, který bude studovat vzorky vrácené Hayabusa2 mise. Kosmická loď opustí asteroid Ryugu v prosinci roku 2019 a je naplánováno, že se k Zemi vrátí do prosince roku 2020.
ASU je také zodpovědná za přispívání přístroje Spectrometer Thermal Emission Spectrometer (OTES) na palubu NASA OSIRIS-REx kosmická loď, která v současné době provádí vzorovou misi s asteroidem Bennu z blízké Země. OSIRIS-REx je naplánováno na sběr vzorků z Bennu příští léto a přivést je zpět na Zemi do září 2023.
Tyto a další mise rozšíří vědecké pochopení toho, jak naše sluneční soustava vznikla, a možná dokonce osvětlí, jak začal život na naší planetě. Jak Bose uzavřel:
"Mise s návratem vzorku jsou povinné, pokud opravdu chceme provést hloubkovou studii planetárních objektů." Mise Hayabusa v Itokawě rozšířila naše znalosti o těkavém obsahu těl, která pomohla tvořit Zemi. Nebylo by divu, kdyby podobný mechanismus výroby vody byl společný pro skalní exoplanety kolem jiných hvězd. “
